Атмосферные осадки
Различают:
обложные осадки, связанные преимущественно с тёплыми фронтами;
ливневые осадки, связанные преимущественно с холодными фронтами.
Обложные осадки -Дождь, ледяной дождь,снег.
Моросящие осадки:Морось — жидкие осадки в виде очень мелких капель
Снежные зёрна — твёрдые осадки в виде мелких непрозрачных белых частиц
Ливневые осадки: Ливневый дождь; Ливневый снег; Ливневый дождь со снегом; Снежная крупа; г рад — твёрдые осадки, выпадающие в тёплое время года.
Неклассифицированные осадки- Ледяные иглы — твёрдые осадки в виде мельчайших ледяных кристаллов, парящих в воздухе, образующиеся в морозную погоду
Осадки, образующиеся на поверхности земли и на предметах-Роса, Иней, Гололёд, Гололедица — слой бугристого льда или обледеневшего снега, образующийся на поверхности земли вследствие замерзания талой воды, когда после оттепели происходит понижение температуры воздуха и почвы.
10-Процесс образования - Начинается все с того, что Солнце начинает прогревать земную поверхность. Под действием нагревания водные массы, которые содержатся в океанах, морях, реках, преобразуются в водяной пар, смешиваясь с воздухом. Процессы парообразования происходят в течение всего дня, постоянно, в большей или меньшей степени. Объемы парообразования зависят от широты местности, а также от интенсивности солнечного излучения. Далее влажный воздух нагревается и начинает, по незыблемым законам физики, подниматься вверх. Поднявшись на определенную высоту, он охлаждается, а влага, находящаяся в нем, постепенно превращается в капли воды или в кристаллики льда. Этот процесс называется конденсацией, и именно из таких водных частиц состоят облака, которыми мы любуемся в небе. Капли в тучах растут и укрупняются, принимая в себя все большее количество влаги. В итоге они становятся настолько тяжелыми, что уже не могут удерживаться в атмосфере, и падают вниз. Так и рождаются атмосферные осадки, виды которых зависят от конкретных метеоусловий на определенной местности.
11- Характеристики увлажнения
1. Количество выпадающих осадков само по себе еще не определяет условий увлажнения почвы. Примерно одинаковые суммы осадков выпадают и в полупустыне Прикаспийской низменности, и в тундре. Но в первом случае недостаток увлажнения приводит к типичной ксерофильной растительности, а во втором случае создается избыточное увлажнение и заболачивание.
Таким образом, для оценки условий увлажнения нужно учитывать не только выпадающие осадки, но и возможность их испарения.
Известно, что испаряемостью называют испарение, возможное в данной местности при неограниченном запасе влаги. Она зависит от всего комплекса климатических условий местности, в первую очередь от температурных условий.
Естественно характеризовать условия увлажнения за год, за месяц или за сезон отношением суммы осадков г к испаряемости Е за тот же период. Такое отношение
k = r/E (6)
называют коэффициентом увлажнения.
Коэффициет k показывает, в какой доле выпадающие осадки в состоянии возместить потерю влаги. Если осадки больше испаряемости, то запас влаги в почве увеличивается и можно говорить об избыточном увлажнении. Если осадки меньше испаряемости, увлажнение недостаточное и почва теряет влагу.
По Н. Н. Иванову, при коэффициенте увлажнения k во все месяцы года больше 100 % местность имеет постоянно влажный климат, при k меньше 100% в течение части месяцев - непостоянно влажный климат, при k между 25 и 100 % во все месяцы - постоянно умеренно влажный климат, при k меньше 25% в части месяцев - непостоянно засушливый климат и при k меньше 25 % во все месяцы - постоянно засушливый климат. Возможно также, что часть месяцев будет относиться к влажным, а другая часть - к засушливым. Тогда получим засушливо-влажный или влажно-засушливый климат, смотря по тому, будет ли влажный период продолжительнее или короче засушливого.
Степень засушливости климата вместе с его температурными условиями определяет тип растительности и всего географического ландшафта в данной местности.
12-Оптические явления в атмосфере
Атмосфера представляет собой мутную, оптически неоднородную среду. Оптические явления – это результат отражения, преломления и дифракции световых лучей в атмосфере.
В зависимости от причин возникновения все оптические явления делят на четыре группы:
1) явления, обусловленные рассеиванием света в атмосфере (сумерки, заря);
2) явления, обусловленные преломлением световых лучей в атмосфере (рефракцией) – миражи, мерцание звезд и др.;
3) явления, обусловленные преломлением и отражением световых лучей на каплях и кристаллах облаков (радуга, гало);
4) явления, обусловленные дифракцией света в облаках и тумане – венцы, глории.
Сумерки обусловлены рассеиванием солнечного света в атмосфере. Сумерки – это переходный период ото дня к ночи (вечерние сумерки) и от ночи ко дню (утренние сумерки). Вечерние сумерки начинаются с момента захода Солнца и до наступления полной темноты, утренние – наоборот.
Продолжительность сумерек определяется углом между направлением видимого суточного движения Солнца и горизонтом; таким образом, продолжительность сумерек зависит от географической широты: чем ближе к экватору, тем короче сумерки.
Различают три периода сумерек:
1) гражданские сумерки (погружение Солнца под горизонтом не превышает 6о) – светло;
2) навигационные (погружение Солнца под горизонтом до 12о) – условия видимости сильно ухудшены;
3) астрономические (погружение Солнца под горизонтом до 18о) – у земной поверхности уже темно, но на небе еще заметна заря.
Заря – совокупность красочных световых явлений в атмосфере, наблюдаемых перед восходом Солнца или при его заходе. Разнообразие красок зари зависит от положения Солнца относительно горизонта и от состояния атмосферы.
Цвет небесного свода определяется рассеянными видимыми лучами Солнца. В чистой и сухой атмосфере рассеивание света происходит по закону Рэлея. Синие лучи рассеиваются примерно в 16 раз сильнее, чем красные, поэтому цвет неба (рассеянный солнечный свет) – синий (голубой), а цвет Солнца и его лучей у горизонта – красный, т.к. свет в этом случае проходит больший путь в атмосфере.
Большие частицы в атмосфере (капли, пылинки и т.п.) рассеивают свет нейтрально, поэтому облака и туман имеют белый цвет. При большой влажности, запыленности весь небосвод становится не голубым, а белесоватым. Следовательно, по степени синевы неба можно судить о чистоте воздуха и о характере воздушных масс.
Атмосферная рефракция – атмосферные явления, связанные с преломлением световых лучей. Рефракцией обусловлены: мерцание звезд, сплющивание видимого диска Солнца и Луны у горизонта, увеличение продолжительности дня на несколько минут, а также миражи. Мираж – это видимые мнимые изображения на горизонте, над горизонтом или под горизонтом, обусловленные резким нарушением плотности слоев воздуха. Различают нижние, верхние, боковые миражи. Редко наблюдаются движущиеся миражи – «фата-моргана».
Радуга – это светлая дуга, окрашенная во все цвета спектра, на фоне освещенного Солнцем облака, из которого выпадают капли дождя. Внешний край дуги красный, внутренний – фиолетовый. Если Солнце стоит низко над горизонтом, то мы видим лишь половину окружности. Когда Солнце находится высоко, то дуга становится меньше, т.к. центр окружности опускается за горизонт. При высоте Солнца больше 42о радуга не видна. С самолета можно наблюдать радугу почти полного круга.
Радуга образуется при преломлении и отражении солнечных лучей в капельках воды. Яркость и ширина радуги зависит от размеров капелек. Крупные капли дают менее широкую, но более яркую радугу. При мелких каплях она почти белая.
Гало – это круги или дуги вокруг Солнца и Луны, возникающие в ледяных облаках верхнего яруса (чаще всего в перисто-слоистых).
Венцы – светлые, слегка окрашенные кольца вокруг Солнца и Луны, возникающие в водяных и ледяных облаках верхнего и среднего ярусов, обусловленные дифракцией света.
13-Гроза́ — атмосферное явление, при котором внутри облаков или между облаком и земной поверхностью возникаютэлектрические разряды — молнии, сопровождаемые громом. Как правило, гроза образуется в мощных кучево-дождевых облаках и связана с ливневым дождём, градом и шквальным усилением ветра.
Скорость и движение грозового облака зависит от направления земли, прежде всего, взаимодействием восходящего и нисходящего потоков облака с несущими воздушными потоками в средних слоях атмосферы, в которых развивается гроза. Скорость перемещения изолированной грозы обычно порядка 20 км/час, но некоторые грозы двигаются гораздо быстрее. В экстремальных ситуациях грозовое облако может двигаться со скоростями 65—80 км/час — во время прохождения активных холодных фронтов. В большинстве гроз по мере рассеивания старых грозовых ячеек последовательно возникают новые грозовые ячейки. При слабом ветре отдельная ячейка за время своей жизни может пройти совсем небольшой путь, меньше двух километров; однако в более крупных грозах новые ячейки запускаются нисходящим потоком, вытекающим из зрелой ячейки, что создаёт впечатление быстрого движения, не всегда совпадающего с направлением ветра. В больших многоячейковых грозах существует закономерность, когда новая ячейка формируется справа по направлению несущего воздушного потока в северном полушарии и слева от направления несущего потока в Южном полушарии.
Мо́лния — гигантский электрический искровой разряд в атмосфере, обычно может происходить во время грозы, проявляющийся яркой вспышкой света и сопровождающим её громом. Молнии также были зафиксированы наВенере, Юпитере, Сатурне, Уране и др. Сила тока в разряде молнии достигает 10-300 тысяч ампер, напряжение — от десятков миллионов до миллиарда вольт. Мощность разряда — от 1 до 1000 ГВт. Количество электричества, расходуемого молнией при разряде — от 2 до 10 кулон.
Обычно наблюдаются линейные молнии, которые относятся к так называемымбезэлектродным разрядам, так как они начинаются (и заканчиваются) в скоплениях заряженных частиц. Это определяет их некоторые до сих пор не объяснённые свойства, отличающие молнии от разрядов между электродами. Так, молнии не бывают короче нескольких сотен метров; они возникают в электрических полях значительно более слабых, чем поля при межэлектродных разрядах; сбор зарядов, переносимых молнией, происходит за тысячные доли секунды с миллиардов мелких, хорошо изолированных друг от друга частиц, расположенных в объёме нескольких км³. Наиболее изучен процесс развития молнии в грозовых облаках, при этом молнии могут проходить в самих облаках — внутриоблачные молнии, а могут ударять в землю — наземные молнии. Для возникновения молнии необходимо, чтобы в относительно малом (но не меньше некоторого критического) объёме облака образовалось электрическое поле (см.атмосферное электричество) с напряжённостью, достаточной для начала электрического разряда (~ 1 МВ/м), а в значительной части облака существовало бы поле со средней напряжённостью, достаточной для поддержания начавшегося разряда (~ 0,1—0,2 МВ/м).
Полярное сияние (северное сияние) — свечение (люминесценция) верхних слоёв атмосфер планет, обладающихмагнитосферой, вследствие их взаимодействия с заряженными частицами солнечного ветра.
В очень ограниченном участке верхней атмосферы сияния могут быть вызваны низкоэнергичными заряженными частицами солнечного ветра, попадающими в полярную ионосферу через северный и южный полярные каспы. В северном полушарии каспенные сияния можно наблюдать над Шпицбергеном в околополуденные часы.
При столкновении энергичных частиц плазменного слоя с верхней атмосферой происходит возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов в видимом диапазоне и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то дляЮпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.
Поскольку ионизация заряженными частицами происходит наиболее эффективно в конце пути частицы и плотность атмосферы падает с увеличением высоты в соответствии с барометрической формулой, то высота появлений полярных сияний достаточно сильно зависит от параметров атмосферы планеты, так, для Земли с её достаточно сложным составом атмосферы красное свечение кислорода наблюдается на высотах 200—400 км, а совместное свечение азота и кислорода — на высоте ~110 км. Кроме того, эти факторы обусловливают и форму полярных сияний — размытая верхняя и достаточно резкая нижняя границы.
14- Атмосферное давление — давление атмосферы на все находящиеся в ней предметы и Земную поверхность. Атмосферное давление создаётся гравитационным притяжением воздуха к Земле. Атмосферное давление измеряется барометром. Нормальным атмосферным давлением называют давление на уровне моря при температуре 15 °C. Оно равно 760 мм рт.ст.
На картах давление показывается с помощью изобар — изолиний, соединяющих точки с одинаковым приземным атмосферным давлением, обязательно приведенным к уровню моря.
Атмосферное давление — очень изменчивый метеоэлемент. Из его определения следует, что оно зависит от высоты соответствующего столба воздуха, его плотности, от ускорения силы тяжести, которая меняется от широты места и высоты над уровнем моря. Барическая ступень
Высота, на которую надо подняться или опуститься, чтобы давление изменилось на 1 гПа (гектопаскаль), называется барической (барометрической) ступенью. Барической ступенью удобно пользоваться прирешении задач, не требующих высокой точности, например для оценки давления по известной разностивысот.
Приведение к уровню моря
Приведение давления к уровню моря производится на всех метеостанциях, посылающих синоптическиетелеграммы. Чтобы давление было сравнимо на станциях, расположенных на разных высотах, насиноптические карты наносится давление, приведённое к единой эталонной отметке — уровню моря.
15- Циклон - область пониженного давления в атмосфере с минимумом в центре.
Антициклон - область высокого атмосферного давления в тропосфере: с максимальным давлением в центре и уменьшением давления к периферии области.
Ветры с центром в области циклона (смерчи, ураганы) дуют в Северном полушарии против часовой стрелки и подчиняются центростремительной силе, а ветры с центром в области антициклона дуют по часовой стрелке и имеют центробежную силу. В Южном полушарии — всё с точностью до наоборот.
Возникновение и развитие антициклонов тесно связано с развитием циклонов, практически это единый процесс. В одном районе создается дефицит массы (область пониженного давления), а в соседнем – избыток (область высокого давления).
Основной причиной атмосферных движений является неоднородность нагревания различных участков поверхности Земли и атмосферы, а также вращение Земли вокруг своей оси. Подъём теплого и опускание холодного воздуха на вращающейся Земле сопровождается формированием циркуляционных систем различного масштаба.
Воздух в циклоне перемещается от периферии к центру, возникает постоянное вертикальное, восходящее, движение воздуха и его охлаждение по мере подъема. Охлаждаясь, воздух насыщается влагой, в нём образуются облака, дающие осадки.
При циклонах преобладает пасмурная погода с сильными порывистыми ветрами (вихрями), возникающими из-за разности давления между центром и периферией (т. е. велики так называемые горизонтальные градиенты давления).
В антициклоне воздух от центра оттекает во все стороны, тёплый воздух опускается вниз, относительная влажность воздуха понижается, поэтому в центральных частях антициклонов преобладает малооблачная погода. Однако при значительной влажности воздуха в холодную половину года в центральной части антициклона могут наблюдаться сплошные облака, а туманы наблюдаются как зимой, так и летом.
Признаки антициклона: устойчивая и умеренная погода, которая держится несколько дней. Летом антициклон приносит жаркую, малооблачную погоду с редкими и непродолжительными дождями. Зимой стабильный характер антициклонов способствует морозной погоде и возникновению туманов.
Циклоны представляют собой огромные вихри диаметром до нескольких тысяч км, образующиеся в умеренных и полярных широтах обоих полушарий преимущественно на полярных и арктических (антарктических) атмосферных фронтах. В экваториальной зоне Земли никогда не бывает тайфунов, смерчей и циклонов. Тропические циклоны появляются в зонах не ближе 5 градусов от экватора и отличаются меньшими размерами, но особенно большими скоростями ветра, часто достигающими силы урагана (т. н. тропические циклоны).
Антициклоны обычно достигают 3000 километров в поперечнике.
16 -Воздушные течения.
С планетарным распределением давления связана сложная система воздушных течений. Некоторые из них сравнительно устойчивы, а другие постоянно изменяются в пространстве и во времени. К устойчивым воздушным течениям относятся пассаты, которые направлены от субтропических широт обоих полушарий к экватору, и муссоны в средних широтах преобладают воздушные течения западного направления (с Запада на Восток), в которых возникают крупные вихри – циклоны и антициклоны, обычно простирающиеся на сотни и тысячи километров. Циклоны наблюдаются и в тропических широтах, где они отличаются меньшими размерами, но особенно большими скоростями ветра, часто достигающими силы урагана (т.н. тропические циклоны). В верхней тропосфере и нижней стратосфере часто возникают сравнительно узкие (в сотни километров шириной) струйные течения, с резко очерченными границами, в пределах которых ветер достигает больших скоростей до 100–150 м/
17-Местные ветры — ветры, отличающиеся какими-либо особенностями от главного характера общей циркуляции атмосферы, но, как и постоянные ветры, закономерно повторяющиеся и оказывающие заметное влияние на режим погоды в ограниченной части ландшафта или акватории.
К местным ветрам относятся бриз, меняющий своё направление дважды в сутки, горно-долинные ветры, бора, фён, суховей, самум и многие другие[1].
Возникновение местных ветров связано главным образом с разностью температурных условий над крупными водоемами (бризы) или горами, их простиранием относительно общих циркуляционных потоков и расположением горных долин (фен, бора, горно-долинные), а также с изменением общей циркуляции атмосферы местными условиями (самум, сирокко, хамсин). Некоторые из них по существу являются воздушными течениями общей циркуляции атмосферы, но в определённом районе они обладают особыми свойствами, и потому их относят к местным ветрам и дают им собственные названия.
Например, только на Байкале вследствие разницы прогревания воды и суши и сложного расположения крутосклонных хребтов с глубокими долинами различают не менее 5 местных ветров: баргузин — теплый северо-восточный, горный — северо-западный ветер, вызывающий мощные штормы, сарма — внезапный западный ветер, достигающий ураганной силы до 80 м/с, долинные — юго-западный култук и юго-восточный шелоник.
18-